Hur genredigering kan bevara biologisk mångfald

Rädda arter från utrotning

Destruction of habitats, over-hunting, and other ecological damages have pushed many species into extinction, or close to it. It is an inherent characteristic of the so-called “Anthropocene”, a new geological era marked by the dominance of mankind over the Earth’s ecosystems.

Traditionella bevarandestrategier som naturreservat, skydd av jaktade djur och avel i djurparker har hjälpt till att rädda många arter från randen.

Dessa strategier fokuserar dock oftast på att rädda arten som ett helhetligt koncept, med vanligtvis bara en begränsad pool av enskilda djur eller växter jämfört med den tidigare naturliga populationen.

Detta kan faktiskt rädda en art, men medför fortfarande en enorm förlust av genetisk mångfald. Det kan göra den räddade arten mer sårbar för framtida hot, såsom klimatförändringar, habitatförstörelse eller patogener.

Ett framväxande alternativ är genombrottstekniken för genredigering, som modifierar inte bara en gen utan stora delar av en individs genetiska material. Detta kan hjälpa till att återställa genetisk mångfald i en population vars genpool har gått igenom en flaskhals efter ett nästan-utrotningstillfälle.

Forskare vid University of East Anglia, University of Copenhagen, University of Kent, Mauritian Wildlife Foundation, Durrell Wildlife Conservation Trust och Colossal Foundation & Colossal Biosciences diskuterade de etiska, samhälleliga och ekonomiska övervägandena kring denna teknik i en publikation i Nature Reviews Biodiversity¹, under titeln “Genome engineering in biodiversity conservation and restoration”.

Genetiska flaskhalsar

Växter och djurpopulationer är indelade i arter, med en vanlig definition att arter inte kan korsas med varandra.

Arternas genetik är dock inte ett homogent block, utan innehåller många subtila genetiska variationer som leder till intra-arts skillnader i beteenden, utseende, kapacitet, tolerans mot olika påfrestningar, sjukdomsresistens osv.

När många av individerna som utgör arten dödas eller misslyckas med att reproducera sig, kan en del av den genetiska mångfalden gå förlorad tillsammans med dessa individer.

Det skapar vad ekologer kallar en genetisk flaskhals, där många egenskaper förloras och inte längre finns hos de överlevande medlemmarna av arten.

Källa: Naturalis Historia

Detta kan orsaka inte bara mindre genetisk mångfald, utan också en koncentration av en högre belastning av skadliga mutationer, ett fenomen känt som genomisk erosion. Om den blir för stark kan genomisk erosion leda till artens utrotning, oavsett dess miljö och tillgängliga resurser.

I mindre extrema fall kan den överlevande arten förbli genetiskt komprometterad, med minskad motståndskraft mot framtida hot som nya sjukdomar eller förändrade klimat.

Även om dessa förlorade gener nu saknas hos levande individer, kan de fortfarande finnas i historiska prover, biobanker och besläktade arter.

Fallstudie: Genomisk erosion i Pink Pigeon

Ett exempel på en art som räddats från randen av utrotning är den mauritiska rosa duvan, en fågel som är inhemsk på Mauritius i Indiska oceanen. Från 10 överlevande individer har avel i fångenskap och återintroduktion till deras naturliga livsmiljö ökat antalet till 600 fåglar.

Källa: Genetic Engineering & Biotechnology News

Genetiska studier av dessa duvors genetik har avslöjat att genomisk erosion kan leda till utrotning inom de kommande 50–100 åren. Utan andra individer i fångenskap eller i det vilda skulle det tidigare ha inneburit att ansträngningarna att rädda denna art i slutändan var förgäves.

Så nya lösningar behövs för den rosa duvan, liksom för många andra hotade arter.

“För att säkerställa den långsiktiga överlevnaden av hotade arter argumenterar vi för att det är avgörande att omfamna nya teknologiska framsteg tillsammans med traditionella bevarandemetoder.”

Prof van Oosterhout – University of East Anglia

Hitta de förlorade generna

Mycket biologiskt material har bevarats i museer och biologiska databanker, särskilt för arter som har blivit utdöda eller är i riskzonen för utrotning under de senaste decennierna, när DNA:s betydelse blev bättre förstådd inom den vetenskapliga gemenskapen.

Detta innebär att även om individen som bar denna genetiska mångfald kan ha dött för decennier eller till och med århundraden sedan, så finns deras genetiska arv fortfarande i händerna på exakt samma människor som orsakade förlusten av dessa gener.

Källa: Stephen Turner

Med genomanalys och genredigering som blir enklare för varje dag, blir återinförandet av dessa viktiga gener i den hotade artens genpool allt mer attraktivt.

“Vi står inför den snabbaste miljöförändringen i jordens historia, och många arter har förlorat den genetiska variation som behövs för att anpassa sig och överleva. Genom ingenjörskonst ger ett sätt att återställa den variationen.

Prof van Oosterhout – University of East Anglia

Forskningsgruppen beskrev tre huvudtillämpningar av tekniken:

1. Återställa förlorad genetisk variation. Detta kan göras genom att med genredigering återinföra de gener som finns i ett historiskt prov, men som saknas i den moderna överlevande populationen.
2. Förbättra anpassning. Gener som är kända för att vara kopplade till egenskaper som värmetolerans eller patogenresistens kan prioriteras för att förbättra en arts överlevnadsgrad och förmåga att anpassa sig till sin miljö, särskilt i det vilda.
3. Reduktion av skadliga mutationer. Målinriktad borttagning av skadliga mutationer i den överlevande populationen kan öka överlevnad, allmän hälsa och reproduktionsgrad på lång sikt. Detta kan vara särskilt viktigt för individer som senare kommer att återintroduceras till sin naturliga livsmiljö.

Risker med genombrottsteknik

Den första risken är att tekniken inte fungerar som avsett. Speciellt kan oavsiktliga genetiska modifieringar skapa extra skadliga mutationer.

För starkt fokus på att faktorisera reproduktionen av de modifierade individerna för att sprida de återinförda generna och egenskaperna kan oavsiktligt leda till ytterligare minskning av den genetiska mångfalden.

På senare tid har oväntad uttryck eller effekter av de återinförda generna, särskilt när man bara återinför en del av de förlorade generna, kunnat leda till oönskade nya egenskaper som aldrig tidigare funnits i arten. Detta kan antingen ytterligare försämra den hotade artens överlevnadsförmåga eller till och med orsaka ekologisk skada om de introduceras i det bredare ekosystemet.

Av alla dessa skäl rekommenderar forskarna fasade, småskaliga tester och rigorös långsiktig övervakning av evolutionära och ekologiska effekter av alla genombrottsprojekt.

En annan risk är att anta ett “teknik-först” tankesätt för bevarande, medan genetiska ingrepp bara bör komplettera och inte ersätta habitatåterställning och traditionella bevarandemetoder.

“Genredigering är inte ett ersättningsmedel för artsskydd och kommer aldrig att vara en magisk lösning – dess roll måste noggrant utvärderas tillsammans med etablerade bevarandestrategier som en del av ett bredare, integrerat tillvägagångssätt med artsskydd som vägledande princip.”

Associate Professor Hernán Morales of the Globe Institute.

Synergi med ”De-Extinction”

På samma sätt som genombrottsteknik kan introducera nya gener i en population som har genomgått en flaskhals, kan den potentiellt återinföra arter som är helt utdöda. Detta är konceptet som kallas “de-extinction”.

En stor förespråkare av denna idé är företaget Colossal. Det har nyligen skapat a major buzz in the news with its partial recreation of the dire wolf.

Nästa steg för företaget är att återuppbygga den ulliga mammuten.

“De samma teknologiska framstegen som gör det möjligt för oss att införa mammutgener i en elefants genom kan utnyttjas för att rädda arter som balanserar på randen av utrotning.

Det är vårt ansvar att minska utrotningsrisken som idag hotar tusentals arter.”

Dr Beth Shapiro, Chief Science Officer at Colossal Biosciences.

De-extinction innebär vanligtvis att skapa embryon av den utdöda arten och låta dem bäras till födseln av besläktade arter. Such cross-species surrogacy is currently already being deployed to save the white rhinoceros.

Potentiellt kan samma metod också användas för hotade arter i kombination med genombrottsteknik, vilket ger möjlighet att nästan ”massproducera” en population med större genetisk mångfald, parallellt med de skyddade naturliga individerna.

Sammanfattningsvis är denna idé en del av den bredare påverkan som syntetisk biologi kan ha på bevarandeinsatser.

Källa: iScience

Investera i biotekniksektorn

Ginkgo Bioworks: En ledare inom bevarandegenomik

Företaget producerar skräddarsydda organismer för specifika tillämpningar. Det har brett ut sina tillämpningar med många forskningsprogram och partnerskap:

• Cannabinoids
• produktion av mRNA-vaccin och nukleinsyramedicin
• Food proteins
• Biological fertilizer production i samarbete med Bayer
• Programmerbara mikrober för mag-tarmsjukdomar
• Microplastics bioremediation
• Biosecurity and pathogen detection
• Recycling waste and contaminants

Det genererar pengar genom att först få betalt i förskott för utvecklingsprocessen och sedan genom royalties på den färdiga produkten.

Företaget har varit i framkant av innovation när det gäller att konstruera nya organismer och utveckla tekniker för nya djur och växter.

Detta placerar det i en stark position att potentiellt bidra till bevarandeinsatser och utveckla nya metoder för att multiplicera hotade arter, inte bara stora djur utan även växter och till och med mikrobiomer. Det kan bli en nyckelpartner för offentliga program och privata miljö-NGO:er för att implementera sådana strategier.

(Vi har täckt detta företag mer i detalj i en dedikerad rapport som förklarar dess historia, unika teknologier och affärsmodell.)

Senaste nyheter och utveckling för Ginkgo Bioworks (DNA)-aktien

Studie refererad

^{1. Van Oosterhout, C., Supple, M.A., Morales, H.E. et al.  Genome engineering in biodiversity conservation and restoration. Nat. Rev. Biodivers. 18 juli 2025. https://doi.org/10.1038/s44358-025-00065-6}